HAMR: další skok vpřed je nyní

Na začátku roku 2017 společnost Seagate oznámila, že první pevné disky využívající technologii Heat-Assisted Magnetic Recording neboli HAMR budou klíčovým zákazníkům dodány do konce roku 2018.

Nyní oznamujeme, že společnost Seagate již ve skutečnosti dodává jednotky HAMR pro integrační testy zákazníkům – a výsledky jsou takové, jaké jsme očekávali. Disky HAMR jsou stejně jednoduché na integraci a fungují podobně jako všechny tradiční disky. Prošly kvalifikačními testy s předvídatelností, kterou jsme do disků zabudovali.

Úspěšné testy HAMR potvrzují, že naše produkty jsou zapojitelné, spolehlivé a připravené k dodávkám v pilotním objemu v příštím roce:

• Výrobnost: Vyrobeno více než 40 000 disků HAMR; pilotní objem v roce 2018, objemové dodávky více než 20 TB disků v roce 2019; disky jsou vyráběny na stejné automatizované montážní lince jako současné produkty
• Kapacita: Dosažená plošná hustota 2 Tbpsi; 30% roční nárůst hustoty u disků HAMR za posledních devět let
• Spolehlivost: Zkoušky prokázaly přenosy dat v jedné hlavě o objemu více než 2 PB, což překračuje reálné specifikace
• Jednoduchost: HAMR je pro hostitele transparentní; prošel zákaznickým testováním pomocí standardního kódu
• Cena: Dodavatelský řetězec je plně vytvořen a připraven k uvedení na trh; předpokládané náklady na 1 TB překonávají starší technologii PMR

HAMR je technologie navržená tak, aby umožnila další velký nárůst objemu dat, která lze uložit na pevný disk. Využívá nový druh magnetické technologie média na každém disku, která umožňuje, aby se datové bity neboli zrna zmenšila a byla hustěji zabalena než kdykoli předtím, přičemž zůstávají magneticky stabilní. Malá laserová dioda připojená ke každé záznamové hlavě zahřívá malé místo na disku, což umožňuje záznamové hlavě obrátit magnetickou polaritu každého velmi stabilního bitu, což umožňuje zápis dat.

V tomto krátkém videu popisuji podstatu potřeby přechodu od PMR (kolmého magnetického záznamu) k HAMR:

Proč snaha o stále vyšší hustotu dat?

Nedávná zpráva společnosti IDC s názvem Data Age 2025 předpovídá, že celosvětová tvorba dat vzroste do roku 2025 na obrovských 163 zettabytů (ZB). To je desetinásobek objemu dat vytvářených v roce 2017.

A IDC stále opakuje, že pevné disky budou hrát ústřední roli při správě 70 % datové sféry. Jinými slovy, budoucnost pevných disků je velmi světlá za předpokladu, že tato technologie bude i nadále nabízet obrovskou kapacitu. HAMR je další technologií pro zvýšení hustoty dat na plánu, který byl definován hlavními poskytovateli technologií pro ukládání dat v rámci konsorcia ASTC (Advanced Storage Technology Consortium), které představuje konsenzus v odvětví.

Seagate je dlouhodobě lídrem, který investuje do budoucnosti technologie pevných disků, aby řešil různá bolavá místa v datových centrech. Společnost Seagate se laserově zaměřuje na inovace v oblasti hustoty areálu, aby podpořila stále rostoucí poptávku po exabajtech. Společnost Seagate je také nadále lídrem v oblasti zvyšování výkonu inovacemi pokročilých technologií pro zlepšení IOPS a latence a v řešení požadavků na TCO inovacemi na technologické úrovni prostřednictvím technologií Helium, SMR a dalších iniciativ.

HAMR přináší jedinou cestu k vedoucí pozici v oblasti areální hustoty

Přestože společnost Seagate obvykle předbíhá v dodávkách nových kapacitních bodů, je její uvádění technologií v souladu s názorem ASTC na migraci technologií. Výše uvedená cestovní mapa ASTC ilustruje pohled ASTC na to, jak bude záznamová technologie migrovat z jedné technologické platformy na druhou. Uvedení technologie HAMR společností Seagate v nadcházejícím roce odráží tuto shodu.

Na obrázku hroty barevných šipek označují přibližnou schopnost hustoty dat očekávanou od jednotlivých technologií. ASTC definovala formální kritéria pro měření validity demonstrací nových technologií, včetně způsobu měření hustoty areálu.

Seagate již předvedl funkční disky HAMR překračující 2 Tbpsi podle kritérií ASTC, čímž dosáhl kapacity pomocí předprodukční technologie, která překračuje limity médií CoPt pro tepelnou stabilitu bitových buněk.

Je zřejmé, že HAMR je jedinou dnes zkoumanou a testovanou technologií, která může poskytnout nezbytný další krok v hustotě areálu. Po překonání limitů PMR (kolmého magnetického záznamu) nás HAMR plně vrací na cestu růstu areálové hustoty. Je to jediná technologie v blízké budoucnosti, která je schopna ve spojení s BPMR (Bit Patterned Media Recording) v konečném důsledku umožnit 10 Tbpsi, což znamená desetinásobné zlepšení oproti PMR v nadcházejícím desetiletí.

HAMR je na dobré cestě k tomu, aby do roku 2019 přinesla disky s kapacitou 20 TB+ a následně pokračovala s předpokládaným 30procentním CAGR (složená roční míra růstu) hustoty dat, aby do roku 2023 dosáhla 40 TB nebo více. Toto tempo růstu hustoty dat je pro společnost HAMR jedinečné a je klíčové pro zajištění trvalé výhody v oblasti TCO, kterou datová centra od pevných disků vyžadují. Ačkoli nové komponenty HAMR zvyšují určité náklady v přepočtu na jednu hlavu, disky HAMR jako celek mohou ve srovnání s disky PMR přinést nižší náklady na TB, a to díky samotnému nárůstu celkové kapacity na disk.

V kombinaci s SMR (Shingled Magnetic Recording) a TDMR (Two-Dimensional Magnetic Recording) může HAMR poskytnout odvětví nejlepší náklady na TB a ve spojení s technikami paralelismu může výkon škálovat spolu s nárůstem kapacity. Výhody produktů HAMR jdou napříč všemi segmenty; HAMR umožňuje klientským i podnikovým produktům růst s kapacitními a výkonnostními požadavky jednotlivých trhů.

Technologie HAMR je již připravena

Dnes je technologie HAMR připravena – a společnost Seagate již vyrábí spolehlivé disky HAMR.

Před deseti lety se vývoj a dodávky nových konstrukcí hlav a médií pro HAMR zdály složité. Bylo třeba definovat a vyvinout nový povlak média, který by byl dostatečně magneticky „tvrdý“, aby zabránil náhodnému přepínání polarity stále menších zrnek bitů, ale který by byl dostatečně „měkký“, aby jej bylo možné snadno, rychle zahřát a ochladit a umožnit tak přepínání těchto bitů záznamovou hlavou. A pak tu byly otázky, jak integrovat laserové diody a snímače blízkého pole do záznamových hlav.

V porovnání se starší technologií je přidání laseru do každé hlavy komplikované. Ale špičkový výzkumný a vývojový tým společnosti Seagate řešil jednu otázku za druhou – a nakonec je dnes naše architektura HAMR jednodušší než jakýkoli jiný přístup k zajištění vyšší hustoty dat po PMR.

Do dnešního dne jsme postavili a otestovali více než 40 000 disků HAMR (a postavili jsme miliony hlav HAMR). Tyto disky prokázaly schopnost spolehlivě přenést více než 2PB dat na danou hlavu; to se rovná 35PB dat přenesených za pět let životnosti 12TB disku – daleko za očekáváním jakýchkoli reálných aplikací. A navzdory počátečním obavám některých pozorovatelů v oboru se v discích HAMR společnosti Seagate nepoužívá žádné vyrovnávání opotřebení, ani není potřeba k dosažení prokázané spolehlivosti.

Spolehlivost skleněných médií používaných v discích HAMR je dobře známá a společnost Seagate je předním odborníkem na vývoj a výrobu médií. Náš současný dodavatelský řetězec skleněných médií prokázal 2,5M MTBF s dodávaným produktem.

Napájení, teplo a spolehlivost souvisejících systémů je stejně nominální. Hlavy HAMR integrované v zákaznických systémech spotřebovávají při zápisu méně než 200 mW energie – což je nepatrné procento z celkové spotřeby 8 W, kterou disk spotřebovává při náhodném zápisu, a snadno udržuje celkovou spotřebu energie odpovídající standardním diskům. Nedochází tedy k žádnému zvýšení teploty disku. V jednotce HAMR je samozřejmě médium během zápisu zahříváno laserovou diodou – ale každý bit se zahřeje a ochladí během nanosekundy, takže laser HAMR nemá vůbec žádný vliv na teplotu jednotky ani na teplotu, stabilitu nebo spolehlivost média celkově.

Podtrženo a sečteno:

Již se vyrábí

Kromě spolehlivé konstrukce a ověřených schopností našich prvních jednotek HAMR jsme také vyvinuli a nasadili spolehlivou výrobní infrastrukturu potřebnou k uvedení na trh ve velkém. Pohony HAMR se již vyrábějí v našich výrobních závodech, náš interní i externí dodavatelský řetězec je pevně zaveden a nástroje pro velkosériovou výrobu jsou online.

Takže, jak jsem se zmínil v úvodu – poté, co jsme využili odborné znalosti našich týmů pro výzkum& a vývoj produktů a inženýrské testy, aby se HAMR stal skutečností, jsme letos začali dodávat první jednotky pro zákaznické testy, protože připravujeme finální produkt k dodání v roce 2018.

Výsledky jsou tu. „Testování HAMR bylo bezproblémové“, protože disky stačí zapojit a fungují a míra účinnosti jednotek byla stejná jako u jakéhokoli obecného vzorku pevného disku před uvedením na trh. Zákazník nemusel s disky dělat nic speciálního, šly zapojit a používat a splňovaly všechny očekávané standardy.

Prostě fungují.

Vítejte v budoucnosti vysokokapacitních pevných disků.

.